專(zhuān)利名稱(chēng)：面光源的照度控制與均勻度提升方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面光源的照度控制與均勻度提升方法，特別是涉及一 種可精確控制面光源照明時(shí)的照度，并可有效改善均勻度問(wèn)題的面光源的 照度控制與均勻度提升方法。
背景技術(shù)：
按燈具在日常生活中是不可或缺的照明設(shè)備，其需求并不限于室內(nèi)或 戶(hù)外。例如一般道路需要路燈照明，室內(nèi)則由各式燈具提供照明。盡管燈 具提供的照明功能十分重要，但就照明器材本身而言，仍有很大的檢討空
間，最主要的討論仍在于電能與光能之間的轉(zhuǎn)換效率，傳統(tǒng)鎢絲燈泡只用5% 的電力轉(zhuǎn)換成光能，其余95%的電力則轉(zhuǎn)換成熱能，其不僅用電效率極低，且 產(chǎn)生的熱能通常衍生了其他用電需求(例如空調(diào)、散熱)。
由于傳統(tǒng)燈具工作效率低，工作壽命長(zhǎng)、低耗電的發(fā)光二極管頓時(shí)成 為燈具界的明日之星，但發(fā)光二極管(即二極體，下文均稱(chēng)為二極管)本身
亦有不利于照明的因素存在，即發(fā)光二極管的發(fā)光角度較小， 一般只有數(shù) 十度而已，亦即發(fā)光二極管具有高度的方向性，此種特性相對(duì)于照明器材 要求廣角且均勻的照明角度，自是一項(xiàng)負(fù)數(shù)。
請(qǐng)參閱圖5所示，是由多個(gè)面光源(LambertiannO采等距排列并垂直 相對(duì)于被照物(例如地面)，假設(shè)每一面光源70的面積A及光通量(flux)P 為已知，可由下式得知其輝度(N):
至于被照物在照明面積內(nèi)的照度分布，請(qǐng)參閱圖6所示，每一面光源 70相對(duì)于被照物中心具有一夾角ct，可由下式得知(x:光源的直徑，L:面光 源到被照物的距離)<formula>formula see original document page 3</formula>
接著可由下式計(jì)算出被照物的中心照度(h。)及被照物到其他角度(e)
的照度(hj (請(qǐng)參閱圖7所示): <formula>formula see original document page 3</formula>
在前述照度分布下，被照物的中心照度(h。)將大于其他角度(e)的照度(He),仍請(qǐng)參閱圖5所示，為提供被照物均勻的照明， 一面光源70與相鄰 另一面光源70相對(duì)于被照物的照明面積是部分重疊的，該重疊部分亦即為 照度較低之處，盡管通過(guò)重疊照明面積的方式以縮小中心照度與其他角度
照度(He)的差距，但依然存在照度均勻度偏低的問(wèn)題，有待進(jìn)一步謀求可
行的解決方案。
由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的面光源的照度控制與均勻度方法在方法與使用 上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存 在的問(wèn)題，相關(guān)廠(chǎng)商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決的道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn) 適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一4殳方法又沒(méi)有適切的方法能夠解決上述問(wèn)題， 此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的面光源的照 度控制與均勻度提升方法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界 極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的面光源的照度控制與均勻^r法存在的缺陷，本發(fā)明 人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并配合學(xué) 理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的面光源的照度控制與均勻 度提升方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的面光源的照度控制與均勻度方法，使其更 具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出 確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的面光源的照度控制與均勻度方法 存在的缺陷，而提供一種新的面光源的照度控制與均勻度提升方法，所要解 決的技術(shù)問(wèn)題是使其有效提升面光源的照度并顯著改善均勻度。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本 發(fā)明提出的一種面光源的照度控制與均勻度提升方法，其包括以下步驟令 成對(duì)光源以相對(duì)的傾斜角度呈對(duì)向設(shè)置；決定一光源垂直相對(duì)于被照物時(shí) 的垂直照度值，該垂直照度模塊包括一中心照度及一個(gè)以上的其他角度照 度；根據(jù)垂直照度值令面光源分別以不同的傾斜角度照射被照物以產(chǎn)生多 個(gè)傾斜照度值，每一傾斜照度值分別包括一最大照度及一最小照度；由各 傾斜照度值中選出其最大照度與最小照度比值小于一定比例者，并以所選 出傾斜照度值對(duì)應(yīng)的傾斜角度作為該光源對(duì)被照物的實(shí)際投射角度。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的面光源的照度控制與均勻度提升方法，其中所述的傾斜照度值 的最大照度與最小照度的比值低于4: 1。
前述的面光源的照度控制與均勻度提升方法，其中當(dāng)光源傾斜35度至 50度之間所對(duì)應(yīng)的傾斜照度值具有較佳的照度與均勻度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方 案，本發(fā)明面光源的照度控制與均勻度提升方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益
效果
當(dāng)至少兩光源以前述傾斜角度相對(duì)設(shè)置并提供照明時(shí)，因最大照度與 最小照度比值小，且照明面積部分重疊后，藉此不僅可提高其照度，更可 增進(jìn)面光源提供照明時(shí)的均勻度。
綜上所述，本發(fā)明當(dāng)至少兩光源以前述傾斜角度相對(duì)設(shè)置并提供照明 時(shí)，因最大照度與最小照度比值小，且照明面積部分重疊后，不僅可提高 其照度，更可增進(jìn)面光源照明時(shí)的均勻度。本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用 價(jià)值，其不論在方法或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并 產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的面光源的照度控制與均勻度方法具 有增進(jìn)的突出功效，從而更加適于實(shí)用，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè) 計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附 圖，詳細(xì)i兌明如下。


圖l是本發(fā)明令成對(duì)光源呈傾斜對(duì)向設(shè)置的示意圖。
圖2是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)光源而改變照度分布的示意圖。
圖3是本發(fā)明在不同傾斜角度下的傾斜照度值列表。
圖4是本發(fā)明應(yīng)用于面光源的一較佳實(shí)施例剖視圖。
圖5是以多個(gè)面光源投射于被照物的示意圖。
圖6是一面光源與被照物的一相對(duì)關(guān)系示意圖。
圖7是一面光源與被照物又一相對(duì)關(guān)系示意圖。
10:光源 20:燈座
21、 22:發(fā)光二極管模塊 210、 220:發(fā)光二極管
70:面光源
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的面光源的照度控制與 均勻度提升方法其具體實(shí)施方式
、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明 如后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，當(dāng) 可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體 的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以 限制。
本發(fā)明主要?jiǎng)訖C(jī)在增進(jìn)面光源的照度及均勻度，其中均勻度是指有多 個(gè)光源同時(shí)對(duì)一被照物提供照明時(shí)，照明面積內(nèi)的照度分布是否均勻，為
提高照度與均勻度，本發(fā)明采取的技術(shù)手段如以下所述
主要是令光源10兩兩成對(duì)，并以一設(shè)定的傾斜角度呈對(duì)向設(shè)置，當(dāng)該 光源10以一選定范圍內(nèi)的傾斜角度設(shè)置時(shí)，可使照度與均勻度均獲得顯著 提升，而前述傾斜角度的選定，由以下方式達(dá)成。
首先先決定光源IO相對(duì)于被照物的垂直照度值，所謂的垂直照度值具 有一中心照度(H。)與一個(gè)以上的其他角度照度(He)，其取得方式與前述者相
同
當(dāng)光源10的面積A及光通量(flux) P為已知，可由下式得知其輝度(N):
又光源10相對(duì)于被照物中心具有一夾角a,由下式得知(x:光源的直 徑，L:面光源到一皮照物的距離)
a = tan1(i)
才艮據(jù)前揭兩式配合下式，可計(jì)算出被照物的中心照度(H。)及其他角度照 度(HJ:
/■/。 = ;r/V sin2 a He = W。 cos4 6>
至此，當(dāng)光源10垂直相對(duì)于被照物，包括中心照度(H。)及其他角度照
度(He)的垂直照度值即可取得。
接著旋轉(zhuǎn)光源IO相對(duì)于被照物的角度，以取得一傾斜照度值，該傾斜 照度值分別包括一最大照度及一最小照度，該光源IO每變換一個(gè)角度，即 產(chǎn)生一組傾斜照度值。
請(qǐng)參閱圖2所示，是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)光源而改變照度分布的示意圖。當(dāng)光 源IO旋轉(zhuǎn)一角度P ，可視為其與被照物之間的距離L改變?yōu)長(zhǎng)e，故可利用 前列各式計(jì)算出一最大照度(H。，)，并可進(jìn)一步算出其他角度(He，)的照 度，爾后再乘上旋轉(zhuǎn)的角度cosP，即可得到一最小照度(H^):
7 a = tarV1("^~) /"/0 =7rA/sir^a
〃e = 〃0 cos4 ^
=H。 cos4 6> cos々由于光源io每旋轉(zhuǎn)一個(gè)不同的角度，即會(huì)定義出一組傾斜照度值，故
本發(fā)明由各傾斜照度值中選出其最大照度與最小照度低于一定比值以下
者，在本實(shí)施例中，以最大照度與最小照度的比值低于4:1者作為選別標(biāo)準(zhǔn)。
請(qǐng)參閱圖3所示，是本發(fā)明在不同傾斜角度下的傾斜照度值列表。將 增加其他環(huán)境條件后的設(shè)計(jì)數(shù)值(例如在光源上加傾斜60度的燈罩、面光 源相對(duì)被照物的距離為12米、相鄰面光源之間的距離為36米)輸入電腦并 利用軟體選別后產(chǎn)生符合條件的傾斜照度值，由表中可以看出，表列的傾斜 照度值在傾斜30度時(shí)，最大照度為40. 71 lux，最小照度為9. 87 lux;傾斜 35度時(shí),最大照度為37. 065 lux，最小照度為9. 97 lux;傾斜40度時(shí)，最大 照度為33. 523 lux，最小照度為10. 06 lux;傾斜45度時(shí)，最大照度為30. 775 lux,最小照度為10.29 lux;傾斜50度時(shí)，最大照度為27.596 lux，最 小照度為11.46 lux;其中，傾斜30度的傾斜照度值中，最大照度與最小 照度的比值大于4:1，其他組的傾斜照度值中，最大照度與最小照度的比值 均小于4: 1,換言之，傾斜35度至50度間的傾斜照度值均符合本實(shí)施例的 要求。
再請(qǐng)參閱圖l所示，當(dāng)兩光源IO作對(duì)向傾斜設(shè)置，其相對(duì)于被照物的 傾斜角度可在35度、40度、45度及50度中任選其一，其中又以50度的 比值最低，將可進(jìn)一步提升照明的均勻度。
由于本發(fā)明令成對(duì)的兩光源IO呈相對(duì)的傾斜角度設(shè)置，其照明面積具 較大的重疊比例，同時(shí)因兩光源IO在特定的傾斜角度時(shí)，其在被照物上產(chǎn) 生的最大照度與最小照度比值較低，換言之，其照度由最大到最小變化緩 和，再配合照明面積的重疊，不僅可有效提升照度，亦可顯著增進(jìn)面光源 的均勻度。
請(qǐng)參閱圖4所示，是本發(fā)明應(yīng)用于面光源的一較佳實(shí)施例剖視圖。揭 示有一種運(yùn)用前述技術(shù)的發(fā)光二極管照明器，主要在一燈座20上設(shè)有多個(gè) 發(fā)光二極管模塊21、 22，各發(fā)光二極管模塊21、 22分別在一電路板上設(shè)有 多個(gè)發(fā)光二極管210、 220,并利用該電路板以選定的傾斜角度固定在燈座 20上，在此狀況下，即可構(gòu)成一高照度與高均勻度的面光源。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上 的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明， 任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上 述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是 未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的 任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種面光源的照度控制與均勻度提升方法，其特征在于其包括以下步驟令成對(duì)光源以相對(duì)的傾斜角度呈對(duì)向設(shè)置；決定一光源垂直相對(duì)于被照物時(shí)的垂直照度值，該垂直照度模塊包括一中心照度及一個(gè)以上的其他角度照度；根據(jù)垂直照度值令面光源分別以不同的傾斜角度照射被照物以產(chǎn)生多個(gè)傾斜照度值，每一傾斜照度值分別包括一最大照度及一最小照度；由各傾斜照度值中選出其最大照度與最小照度比值小于一定比例者，并以所選出傾斜照度值對(duì)應(yīng)的傾斜角度作為該光源對(duì)被照物的實(shí)際投射角度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的面光源的照度控制與均勻度提升方法，其特 征在于其中所述的傾斜照度值的最大照度與最小照度的比值低于4: 1。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面光源的照度控制與均勻度提升方法，其 特征在于其中當(dāng)光源傾斜35度至50度之間所對(duì)應(yīng)的傾斜照度值具有較佳 的照度與均勻度。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種面光源的照度控制與均勻度提升方法，包括下列步驟決定一光源垂直相對(duì)于被照物時(shí)的一垂直照度值；根據(jù)垂直照度值令光源分別以不同的傾斜角度照射被照物以產(chǎn)生多個(gè)傾斜照度值，每一傾斜照度值分別包括一最大照度及一最小照度；由各傾斜照度值中選出其最大照度與最小照度比值小于一定比例者，并以所選出傾斜照度值對(duì)應(yīng)的傾斜角度作為該光源對(duì)被照物的實(shí)際投射角度；藉此，當(dāng)至少兩光源以前述傾斜角度相對(duì)設(shè)置并提供照明時(shí)，因最大照度與最小照度比值小，且照明面積部分重疊后，不僅可提高其照度，更可增進(jìn)面光源照明時(shí)的均勻度。
文檔編號(hào)F21V19/00GK101655219SQ20081021402
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者王智立, 蕭金廷, 高慧欣 申請(qǐng)人:趨勢(shì)照明股份有限公司